專利名稱：三相電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種交流電動(dòng)機(jī)的保護(hù)裝置，廣泛用于三相電動(dòng)機(jī)，特別適用于深井泵及其電動(dòng)機(jī)的保護(hù)。
三相電動(dòng)機(jī)常用的有過(guò)載、短路、斷相保護(hù)。對(duì)于深井泵配套設(shè)備，一旦發(fā)生泵軸斷裂，電動(dòng)機(jī)載荷減小，即欠載時(shí)，保護(hù)裝置未能及時(shí)起到作用而使事故進(jìn)一步擴(kuò)大，最終導(dǎo)致井壁損壞，電動(dòng)機(jī)燒損，甚至發(fā)生電動(dòng)機(jī)燒毀后，過(guò)載、短路、斷相保護(hù)的繼電器仍未動(dòng)作，造成整個(gè)深井報(bào)廢，損失嚴(yán)重。
本實(shí)用新型的目的是提供一種三相電動(dòng)機(jī)的綜合保護(hù)裝置，它除了具備常規(guī)的過(guò)載、短路、斷相保護(hù)外，還具有欠載和三相電源不平衡保護(hù)。
本實(shí)用新型的目的是采用如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的裝在三相電源上的電流互感器對(duì)電動(dòng)機(jī)電流采樣，取樣電路將取樣信號(hào)分別送到欠載、短路，三相電源不平衡和斷相保護(hù)電路，經(jīng)“或”門使繼電器斷開或閉合來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的停止或轉(zhuǎn)動(dòng)。欠載保護(hù)電路由電壓比較器IC1、可控硅SR、電位器RW2、穩(wěn)壓管DW1、電阻R7和“或”門D10等組成，電壓比較器IC1的反相輸入端與可控硅SR的負(fù)極、穩(wěn)壓管DW1相接，電壓比較器IC1的正相輸入端與電阻R7、電位器RW1的中心抽頭相接，電阻R7與可控硅SR的控制極相連，電壓比較器IC1的輸出端與“或”門D10、發(fā)光二極管LD1相接，“或”門D10接至執(zhí)行電路的三極管BG的基極；三相電源不平衡和斷相保護(hù)電路由電壓比較器IC4、偽橋D4～D9、電位器RW5、電阻R16、電容器C4和“或”門D15組成，偽橋由二極管D4～D9構(gòu)成，其輸入端a、b、c分別接到電流互感器L1、L2、L3，二極管D7、D8、D9的正極接地，二極管D4、D5、D6的負(fù)極即偽橋的輸出端經(jīng)電阻R16與電壓比較器IC4的反相輸入端相連，電壓比較器IC4的正相輸入端接到電位器RW5，IC4的反相輸入端還與電容器C4相接，IC4的輸出端與“或”門D15、發(fā)光二極管LD4相接，“或”門D15連接到執(zhí)行電路的三極管BG的基極，執(zhí)行電路由三極管BG、繼電器J構(gòu)成，三極管BG的基極與“或”門D10、D11、D13、D15相連，三極管BG和繼電器J串接后并聯(lián)在電源的正、負(fù)E兩端。
本實(shí)用新型的工作原理是裝在三相電源上的L1、L2、L3電流互感器是取樣信號(hào)的傳感元件，當(dāng)電動(dòng)機(jī)在額定功率正常運(yùn)行時(shí)，電阻R1、R2、R3在電流互感器L1、L2、L3上取得交流信號(hào)，經(jīng)二極管D1、D2、D3和電容器C1、C2、C3整流濾波后在電阻R4、R5、R6上得到一個(gè)直流信號(hào)電壓，經(jīng)電位器RW1調(diào)整成預(yù)定值，即為信號(hào)電壓U，被分別送至欠載、過(guò)載、短路保護(hù)電路。以上元件組成本實(shí)用新型的取樣電路，當(dāng)接通直流電源正、負(fù)E端時(shí)，調(diào)節(jié)電位器RW3、RW4、RW5，使電壓比較器IC1～I(xiàn)C4的輸出端均為高電位，三極管BG處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，繼電器J吸合，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，正常運(yùn)行，發(fā)光二極管LD1～LD4指示燈不亮。
以下將分別說(shuō)明發(fā)生各種故障時(shí)的工作狀況1、欠載保護(hù)當(dāng)接通電源E電動(dòng)機(jī)尚未起動(dòng)時(shí)，電壓比較器IC1的正相輸入端電壓為零伏。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，經(jīng)電流互感器L1、L2、L3取樣，信號(hào)電壓U上升到額定值，經(jīng)電阻R7觸發(fā)可控硅SR導(dǎo)通，此時(shí)電壓比較器IC1的反相輸入端電位上升至門坎電壓U1。調(diào)節(jié)電阻R7和電位器RW2使可控硅SR的觸發(fā)電位大于電壓比較器IC1的門坎電壓U1并大于零伏，即信號(hào)電壓U大于門坎電壓U1。當(dāng)泵軸斷裂，電動(dòng)機(jī)發(fā)生欠載，電流互感器L1、L2、L3所取信號(hào)隨之減小，信號(hào)電壓U也減小。當(dāng)U小于電壓比較器IC1的門坎電壓U1時(shí)，IC1翻轉(zhuǎn)，其輸出電位由高電位降至低電位，并由“或”門D10傳至三極管BG的基極，三極管BG截止，繼電器J失電，電動(dòng)機(jī)斷電停轉(zhuǎn)，同時(shí)發(fā)光二極管CD1閃亮，指示欠載故障發(fā)生。
2、三相電源不平衡和斷相保護(hù)電壓比較器IC4正相輸入端的門坎電壓由電位器RW5調(diào)整為正電位。若三相電源供電平衡， 電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，在電流互感器L1、L2、L3上感應(yīng)到的信號(hào)是相等的，偽橋D4～D9的中點(diǎn)a、b、c的電位也相等，所以偽橋輸出端無(wú)壓差并小于電壓比較器IC4的門坎電壓U4。當(dāng)三相電源不平衡時(shí)，偽橋中a、b、c三點(diǎn)的電位就不一致，偽橋輸出端有電壓輸出。三相電源不平衡程度較嚴(yán)重時(shí)，a、b、c點(diǎn)的電位差就較大，偽橋輸出電壓也就隨之增大，該電位大于電壓比較器IC4的門坎電壓U4時(shí)，IC4翻轉(zhuǎn)，其輸出由高電位降至低電位，經(jīng)“或”門D15使三極管BG截止，繼電器J釋放，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，與此同時(shí)，發(fā)光二極管LD4閃亮，以示三相電源不平衡故障發(fā)生。由于二極管D16、電阻R24的反饋?zhàn)饔?，致使電壓比較器IC4的門坎電壓U4降至低電位，電路進(jìn)入自鎖狀態(tài)而不會(huì)自動(dòng)復(fù)位。
同理，當(dāng)發(fā)生斷相故障時(shí)，電流互感器L1、L2、L3中就有一相，設(shè)L1感應(yīng)不到信號(hào)，則偽橋中a點(diǎn)為零狀，而另二相感應(yīng)信號(hào)就要升高并應(yīng)大于信號(hào)電壓U。此時(shí)，偽橋中a、b、c三點(diǎn)電位就不相等。偽橋有較高的電壓輸出，當(dāng)此輸出電壓大于電壓比較器IC4的門坎電壓U4時(shí)，IC4翻轉(zhuǎn)，與三相電源不平衡故障時(shí)一樣，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，二極管LD4指示亮，電路進(jìn)入自鎖狀態(tài)。
3、過(guò)載保護(hù)調(diào)整電位器RW3，使電壓比較器IC2的門坎電壓U2大于信號(hào)電壓U，所以電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，IC2的輸出端是高電位。當(dāng)發(fā)生過(guò)載時(shí)，電流互感器L1、L2、L3上感應(yīng)的信號(hào)增大，信號(hào)電壓U隨之增大，當(dāng)信號(hào)電壓U大于電壓比較器IC2的門坎電壓U2時(shí)，IC2就翻轉(zhuǎn)，輸出由高電位降至低電位，經(jīng)“或”門D11使三極管BG截止，繼電器J釋放切斷電源，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，同時(shí)，發(fā)光二極管LD2亮指示過(guò)載故障發(fā)生。由于二極管D12、電阻R22的反饋?zhàn)饔?，電壓比較器IC2的門坎電壓U2降低，使電路自鎖。
4、短路保護(hù)當(dāng)三相電源發(fā)生相間短路時(shí)，電流互感器L1、L2、L3感應(yīng)到的信號(hào)就很大，信號(hào)電壓很快上升到很高的電位，經(jīng)電阻R9、R10分壓后仍大于電壓比較器IC3的門坎電壓U3，由電阻R15送至IC3的反相輸入端，IC3翻轉(zhuǎn)，其輸出由高電位降至低電位，經(jīng)“或”門D13使三極管BG截止，繼電器J失電，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。同時(shí)發(fā)光二極管LD3亮，指示短路故障發(fā)生。由于電阻R23、二極管D14的反饋?zhàn)饔茫闺娐纷枣i。
本實(shí)用新型采用四組電壓比較電路，分別實(shí)現(xiàn)欠載、過(guò)載、短路、三相電源不平衡和斷相保護(hù)，線路簡(jiǎn)單，動(dòng)作靈敏，性能可靠。具有欠載保護(hù)特有功能，是降低深井泵及配用電機(jī)、自耦降壓起動(dòng)器故障和損壞的理想保護(hù)裝置。本實(shí)用新型與自耦降壓起動(dòng)器配套使用，不需改變配套設(shè)備的結(jié)構(gòu)，易于安裝。由于采用D4～D9構(gòu)成的偽橋，較其它電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置增加了三相電源不平衡保護(hù)功能。過(guò)載、短路保護(hù)符合反時(shí)限特性，即輕度過(guò)載動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)，嚴(yán)重過(guò)載(短路)時(shí)保護(hù)動(dòng)作為瞬時(shí)。各種故障指示直觀，便于判別故障原因。保護(hù)電路具有自鎖功能，必須斷電并排除故障后重新通電，才能正常工作。
以下將結(jié)合附圖
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
附圖為本實(shí)用新型一種結(jié)構(gòu)的電氣原理圖。
參照附圖，電位器RW3、RW4、RW5分別調(diào)整過(guò)載、短路，三相電源不平衡和斷相保護(hù)電路中電壓比較器IC2、IC3、IC4的門坎電壓。電阻R14和電容器C6、電阻R15和電容器C5、電阻R16和電容器C4分別組成延時(shí)電路，以滿足過(guò)載、短路、三相電源不平衡和斷相不同保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的要求，本實(shí)施例中，電壓比較器IC1～I(xiàn)C4選用LM324四運(yùn)算放大器，它可用集成電路，也可以是分立元件，如用5G23單運(yùn)算放大器，可控硅SR為FOR3G型。穩(wěn)壓管DW1型號(hào)為2CW50，二極管D1～D17選用1N4004型。電位器RW1為Wx13－12－50KΩ，RW2～RW5分別用WS30－0.25－20KΩ。電阻R1～R3用RX21－6W－100Ω，R4～R6用RJJ－0.5W－22KΩ，其余均為RJ－0.25W型金屬膜電阻。電容器C1～C3為CD11－160V－4.7μF，C4、C6為CD11－25V－10μF，C5為CD11－25V－1μF。三極管BG采用3DG12B型。繼電器J為JZX－22F－24V。發(fā)光二極管LD1～LD4為BT－204型。
權(quán)利要求1.一種三相電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)裝置，包括取樣電路、欠載保護(hù)電路、過(guò)載保護(hù)電路、短路保護(hù)電路、三相電源不平衡和斷相保護(hù)電路、執(zhí)行電路，其特征在于a)欠載保護(hù)電路由電壓比較器IC1、可控硅SR、電位器RW2、穩(wěn)壓管DW1、電阻R7和“或”門D10等組成，電壓比較器IC1的反相輸入端與可控硅SR的負(fù)極、穩(wěn)壓管DW1相接，IC1的正相輸入端與電阻R7、電位器RW1的中心抽頭相接，電阻R7與可控硅SR的控制極相連，電壓比較器IC1的輸出端與“或”門D10、發(fā)光二極管LD1相接，“或”門D10接至三極管BG的基極；b)三相電源不平衡和斷相保護(hù)電路由電壓比較器IC4、偽橋D4～D9、電位器RW5、電阻R16、電容器C4和“或”門D15等組成，偽橋由二極管D4～D9構(gòu)成，其輸入端a、b、c分別接到電流互感器L1、L2、L3，二極管D7～D9的正極接地，二極管D4～6的負(fù)極即偽橋的輸出端經(jīng)電阻R16與電壓比較器IC4的反相輸入端相連，電容器C4接到IC4的反相輸入端，IC4的正相輸入端接到電位器RW5，IC4的輸出端與“或”門D15、發(fā)光二極管LD4相接，“或”門D15連接到三極管BG的基極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)裝置，其特征在于執(zhí)行電路由三極管BG、繼電器J等構(gòu)成，三極管BG的基極與“或”門D10、D11、D13、D15相連，三極管BG和繼電器J串接后并聯(lián)在電源的正、負(fù)
兩端。
專利摘要一種三相電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)裝置，包括取樣電路、欠載、過(guò)載、短路、三相電源不平衡和斷相保護(hù)電路、執(zhí)行電路。具有欠載保護(hù)的特有功能，采用偽橋增加了三相電源不平衡的保護(hù)作用。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠。各種故障指示直觀。便于判斷故障原因。廣泛用于三相電動(dòng)機(jī)，特別是深井泵及其電動(dòng)機(jī)的保護(hù)。
文檔編號(hào)H02H7/085GK2078055SQ90219968
公開日1991年5月29日 申請(qǐng)日期1990年11月23日 優(yōu)先權(quán)日1990年11月23日
發(fā)明者于玉芳, 楊煥惠, 王亞?wèn)|, 任和平 申請(qǐng)人:常州煤礦電器廠